كيف تتشكل المذنّبات؟… رحلة الثلج والغبار عبر الفضاء العميق
✦ مقدمة: زوّار غامضون من أطراف النظام الشمسي
عندما يظهر جسم مضيء بذيل متوهّج يخترق السماء ليلاً، يتوقف الإنسان متأملاً ذلك الضيف السماوي العابر. هذه الظاهرة التي طالما ألهمت الأساطير والعلوم على حدّ سواء، تُعرف بالمذنّبات. فما هذه الأجسام بالضبط؟ ومن أين تأتي؟ والأهم، كيف تتشكّل؟ المذنّبات ليست مجرد مشاهد ساحرة في السماء، بل رسل قديمة من حقبة نشوء النظام الشمسي، تحمل في تركيبتها بصمات تشكّل الكواكب، وربما الحياة نفسها.
✦ ماهي المذنّبات؟ نظرة أولية علمية
المذنّبات هي أجسام سماوية صغيرة تتكوّن أساسًا من الجليد والغبار والصخور. تختلف عن الكويكبات بكونها غنية بالمركّبات المتطايرة، مثل ثاني أكسيد الكربون والأمونيا والميثان والماء. وعند اقترابها من الشمس، تسخن هذه المركّبات وتتحوّل إلى غازات، فتُشكّل الغلاف الجوي المؤقّت المعروف باسم “الهالة” (Coma)، ويتكوّن الذيل نتيجة دفع الرياح الشمسية لهذه المواد بعيدًا عن النواة.
التركيب العام للمذنب:
- النواة: الجزء الصلب، غالبًا من جليد وصخور
- الهالة: غلاف غازي حول النواة يتشكل عند اقتراب المذنب من الشمس
- الذيل الأيوني: يتجه دائمًا بعيدًا عن الشمس تحت تأثير الرياح الشمسية
- الذيل الغباري: يتكوّن من جسيمات صلبة وغبار
✦ من أين تأتي المذنبات؟ أصل وتكوين
تشير الأبحاث الفلكية الحديثة، بما فيها تقارير وكالة الفضاء الأوروبية (ESA, 2023) وناسا (NASA JPL, 2022)، إلى أن معظم المذنبات تأتي من منطقتين رئيسيتين:
- سحابة أورت (Oort Cloud)
منطقة كروية الشكل تبعد حوالي 100,000 وحدة فلكية عن الشمس، وتُعد مستودعًا عملاقًا للمذنبات طويلة الدورة (قد تستغرق آلاف السنين لتكمل دورة واحدة حول الشمس). - حزام كايبر (Kuiper Belt)
منطقة مسطحة نسبيًا خلف كوكب نبتون، تحتوي على مذنّبات قصيرة الدورة، مثل مذنب هالي، وتكمل دورتها حول الشمس خلال أقل من 200 سنة.
تشير النماذج الفلكية (Morbidelli et al., 2018) إلى أن المذنبات تشكّلت من بقايا تكوّن الكواكب، حيث تجمّعت جزيئات الثلج والغبار في مناطق باردة بعيدًا عن الشمس، وشكّلت نوى صغيرة بقيت على حالها لعدة مليارات من السنين.
✦ كيف تبدأ المذنبات بالظهور؟ مراحل التشكل والسطوع
رغم أن معظم المذنبات تبقى في سُبات بارد داخل سحابة أورت أو حزام كايبر، فإن تأثيرات الجاذبية (خاصة من الكواكب العملاقة مثل المشتري وزحل) قد تدفعها إلى الداخل، نحو الشمس.
مراحل السطوع:
- الاقتراب من الشمس (Perihelion): تبدأ المواد المتجمّدة في النواة بالتبخّر، فتتشكل الهالة
- تكوّن الذيل: الرياح الشمسية تدفع الجزيئات لتشكيل ذيلين (أحدهما غباري والآخر أيوني)
- الذروة: المذنب يصبح أكثر سطوعًا وقد يُرَى بالعين المجردة
- الابتعاد: يتلاشى الذيل وتبرد النواة مجددًا، لتعود إلى حالة السُبات
وقد رصد تلسكوب هابل (HST, 2021) ولادة ذيول مذنّبات عند مسافة تزيد عن 3 وحدات فلكية، ما يدل على أن بعض الغازات الخفيفة تبدأ بالتبخر قبل أن يقترب المذنب كثيرًا من الشمس.
✦ هل كل المذنبات متشابهة؟
لا، فهناك اختلافات جوهرية من حيث:
- الدورة المدارية: قصيرة (أقل من 200 سنة) أو طويلة (آلاف السنين)
- الحجم: من أقل من كيلومتر إلى عشرات الكيلومترات
- النشاط: بعض المذنبات نشطة جدًا عند الاقتراب من الشمس، وأخرى بالكاد تُظهِر ذيلاً
- التركيب الكيميائي: يحتوي بعضها على نسب عالية من المركّبات العضوية، مما يجذب اهتمام علماء الأحياء الفلكية
وقد ساهمت بعثات فضائية مثل “روزيتا” (Rosetta)، التي هبطت على مذنب “تشوريوموف-جيراسيمنكو” سنة 2014، في الكشف عن معطيات دقيقة حول طبيعة سطح المذنبات، مما عزّز الفرضيات حول احتمالية مساهمتها في إيصال الماء والمواد العضوية إلى الأرض المبكرة.
✦ المذنبات والحياة: فرضيات مثيرة
يرى بعض العلماء أن المذنبات قد تكون قد لعبت دورًا رئيسيًا في نشأة الحياة على الأرض. وقد أظهرت تحاليل مسبار “فيلاي” (Philae) التابع لمهمة روزيتا وجود أحماض أمينية مثل الجلايسين، وهي لبنات أساسية للحياة.
يقول الدكتور ستيفن بِنِت، من جامعة كامبريدج (Nature Geoscience, 2019):
“إذا تأكدنا من أن المذنبات أوصلت مركّبات عضوية وماء إلى الأرض، فإنها ستكون بمثابة الحاضنات البدائية للحياة، مما يربط السماء بالأرض بطريقة أعمق مما كنا نتصور.”
✦ مستقبل استكشاف المذنّبات
يستعد العلماء حاليًا لإطلاق المزيد من المهمات إلى المذنبات. من أبرز المشاريع:
- مهمة “Comet Interceptor”: من وكالة الفضاء الأوروبية، انطلاقها متوقع في 2029 لاعتراض مذنب جديد أو “بدائي” قادم من سحابة أورت.
- مشاريع ناسا المستقبلية: تدرس إمكانية جلب عينات من مذنبات وتحليلها على الأرض.
مع تطوّر التكنولوجيا، قد نصل يومًا إلى القدرة على “التنقيب العلمي” داخل نوى مذنبات مجمدة، واستكشاف الزمن البدائي للنظام الشمسي عبر أدوات مختبرية مباشرة.
✦ خاتمة: عندما تروي الصخور المثلجة قصة الخلق
المذنبات ليست مجرد شرارات ضوء في السماء، بل خزائن كونية تحفظ أسرارًا عمرها مليارات السنين. بتتبّعها وفهم تكوينها، نقترب أكثر من معرفة كيف وُلدت الأرض، وكيف يمكن أن تتشكّل حياة في مكان آخر من هذا الكون الفسيح. رحلة تشكّل المذنّبات، هي في عمقها، قصة نشأة الإنسان والنجوم.
